【正文】 截面驗算 （ 1） 強度驗算 N —— 軸心壓力設計值； An—— 壓桿的凈截面面積； f —— 鋼材抗壓強度設計值。 yx iihb????如對組合工字形截面查 P336附錄 5得 （ 3）確定截面各板件尺寸 對于焊接組合截面，由 A 和 h、 b ，根據(jù)構造要求、局部穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面所有其余尺寸。對于 焊接組合截面 ，根據(jù)截面的回轉半徑求截面輪廓尺寸，即求高度 h和寬度 b 。根據(jù) ?及截面分類查得 ? 值，按下式計算所需的截面面積 A。 假定長細比 ? ，一般在 50～ 100范圍內，當軸力大而計算長度小時， ?取較小值，反之取較大值。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 . 截面選擇 NAf?? 設計截面時，首先要根據(jù)使用要求和上述原則選擇截面形式，確定鋼號，然后根據(jù)軸力設計值 N 和兩個主軸方向的計算長度（ l0x和 l0y） 初步選定截面尺寸。不對稱截面的軸心壓桿會發(fā)生彎扭失穩(wěn)，往往不很經(jīng)濟。 一般選擇開敞式截面，便于與其他構件進行連接。 實腹式軸心受壓構件的截面設計 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 4. 制造省工 在現(xiàn)有型鋼不能滿足要求的情況下，充分利用工廠自動焊接等現(xiàn)代化設備制作，盡量減少工地焊接，以節(jié)約成本保證質量。 yxyx ???? ?? 在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。 截面設計原則 桿件在兩個主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。 實腹式軸心受壓構件的截面設計 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構件設計時應滿足強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。 yxyx ???? ?? 在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。 截面設計原則 桿件在兩個主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。 x x y0 y0 單角鋼的單面連接時強度設計值的折減系數(shù)： 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構件設計時應滿足強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 1. 無任何對稱軸且又非極對稱的截面 （單面連接的不等邊角鋼除外） 不宜用作軸心受壓構件； 2. 單面連接的單角鋼軸心受壓構件，考慮 強度折減系數(shù) 后，可不考慮彎扭效應的影響； 3. 格構式截面中的槽形截面分肢，計算其繞對稱軸（ y軸）的穩(wěn)定性時，不考慮扭轉效應，直接用 λ y查穩(wěn)定系數(shù)。構件，取或兩端嵌固完全約束的翹曲對兩端鉸接端部可自由扭轉屈曲的計算長度，；面近似取、十字形截面和角形截雙角鋼組合軋制、雙板焊接、形截面毛截面扇性慣性矩；對毛截面抗扭慣性矩；；扭轉屈曲的換算長細比徑；截面對剪心的極回轉半毛截面面積；距離；截面形心至剪切中心的式中：ytzlllIIIiAe0000)(T??????????????鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 y y （ a） A、 等邊單角鋼截面 ，圖（ a） 40 2202200 4 1 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當 時 ：當 時 ： 單角鋼截面和雙角鋼組合 T形截面可采取以下簡化計算 B、 等邊雙角鋼截面 ，圖（ b） y y b b （ b） 40 2202200 4 5 1 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當 時 ：當 時 ：鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 C、 長肢相并的不等邊角鋼截面 ，圖（ c） 422 0 2 220220220 422 8 1 8 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當 時 :當 時 ：y y b2 b2 b 1 （ c） D、 短肢相并的不等邊角鋼截面 ，圖（ d） y y b 2 b1 b1 （ d） 1 0 1220110 4110 .5 60 .5 6 3 .7 15 2 .7y y z yyy y zb t l bltbb t l btb???????? ? ?????當 時 ， 近 似 取 ：當 時 ：鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 u u b 當計算等邊角鋼構件繞平行軸（ u軸 )穩(wěn)定時，可按下式計算換算長細比，并按 b類截面確定?值： 40 2200000 .2 50 .6 9 10 .6 9 5 .4u u z uuu u zu u ubb t l bltbb t l btl i u??????? ? ????????當 時 ：當 時 ：式 中 ： ， 構 件 對 軸 的 長 細 比 。 ? ? ? ? ( 4 . 2 9 ) 142121 222020222222zxzxzxxz ie ??????????????? ??????鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構件整體穩(wěn)定計算的構件長細比 截面為雙軸對稱或極對稱構件： x x y y yoyyxoxx ilil ?? ??對于雙軸對稱十字形截面，為了防止扭轉屈曲，尚應滿足： 懸伸板件寬厚比。根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，開口截面的彎扭屈曲臨界力 Nxz ，可由下式計算： 式中 NEx為關于對稱軸 x的歐拉臨界力，其他符號的意義同前。引進如下定義的 扭轉屈曲換算長細比 ?z () 1 2220???????? ??lEIGIiN tz??( 5) 1 222022???????? ???lEIGIiEANtzz????鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 1220 2 ( 4 .2 6 )2 5 . 7tzIIiAl?? ???? ???? 則 十字形截面因其沒有強、弱軸之分，并且扇性慣性矩為零，因而 于是 ?z= 規(guī)范規(guī)定：對于雙軸對稱十字形截面 ， 為了防止扭轉屈曲 ，其 ?x或 ?y不得小于 (其中 b/t為懸伸板件寬厚比 )。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，兩端鉸支且翹曲無約束的桿件，其 扭轉屈曲臨界力 ，由下式計算： 式中 i0是截面關于剪心的極回轉半徑，其余符號的意義同第三章 。 已知軸向荷載設計值為 N=1500kN， Q235B級鋼 f =215N／ mm2， 截面繞 x軸為 b類截面、繞 y軸為 c類截面。 ?—— 材料抗壓設計強度 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 實際軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 0 .2 1 5yfE?? ???當 時， 0 .2 1 5yfE?? ???當 時， 2cr1y1f?? ? ?? ? ? （ ） 規(guī)范采用最小二乘法將各類截面的穩(wěn)定系數(shù)值擬合成數(shù)學公式表達 2 2 2 22cr2 3 2 3y( ) ( ) 4 / 2f?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?????（ ） ? ?2 、 ?3—— 系數(shù)，根據(jù)不同曲線類別按有關規(guī)定選用。歸屬 a、 b、 c、 d四條曲線的軸心受壓構件截面分類見表 44。 規(guī)范在制定軸心受壓構件的柱子曲線時，根據(jù)不同截面形狀和尺寸、不同加工條件和相應的殘余應力分布和大小、不同的彎曲屈曲方向以及 l/1000的初彎曲，按照 極限承載力理論 ，采用數(shù)值積分法，對多種實腹式軸心受壓構件彎曲屈曲算出了近 200條柱子曲線。 曲線的極值點 c1點表示構件由穩(wěn)定平衡過渡到不穩(wěn)定平衡，相應于 c1點的荷載 Nu為臨界荷載 ,相應的應力 scr為臨界應力 。 NupNN bddaacc111初彎曲彈性曲線初彎曲無殘余應力初彎曲有殘余應力v 0v 0v 0v 0 0 Ym v 0 y m= +NzyNmyv0初始狀態(tài)圖 極限承載力理論 實際軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力計算方法 彈塑性受力階段 （ a1ｃ 1段），低于只有初彎曲而無殘余應力相應的彈塑性段。 這是由于初偏心情況中構件從兩端開始就存在初始附加彎矩。 i?鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 2. 初偏心的影響 解微分方程，即得： 0 se c 12klye ???????? 2k N E I?中點撓度為： ? ?m0 /2 s e c 12xlENy y eN??????? ? ? ?????????e0 y N N N?(e 0+ y) z y 0 z N N l/2 l/2 z y v e0 x y e0 0 第四章 單個構件的承載力－ 穩(wěn)定性 在彈性工作階段，力的平衡微 分方程是： ? ?2 02 ( ) = 0 4 . 2 1dyE I N y edx ??鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 曲線的特點與初彎曲壓桿相似，只不